Химичен анализ без лаборатория
Портативният анализатор "Алфа-2000" позволява да се определи химичният състав на метал или скала в производствени условия за 1 минута. Той е с размерите на електрическа бормашина, но значително по-лек и безжичен. Анализаторът "муцуна" се притиска към изследваната повърхност и се натиска спусъка. След няколко секунди съставът на веществото се показва на дисплея.
Демонстрацията на устройството се състоя в Красноярск в компанията RADOS. Юрий Олимпович Федоров, директор на компанията, е известен специалист по прилагането на рентгенови методи в минната промишленост, разработчик на индустриални рентгенови радиометрични сепаратори (RRS) на руда. Той се интересуваше от информация за устройството и той покани представител на компанията за практически тестове и оценка на възможността за придобиването му. Устройството беше демонстрирано от Елена Дмитриевна Скорина, представител на разработчика (снимка 1).
Първата проба е златен пръстен от нейната ръка. Устройството почти веднага показа състава на пръстена: злато, сребро, мед. Те веднага направиха още няколко анализа на метални предмети, включително часовника на Юрий Олимпович. След това е определен химичният състав на няколко предварително подготвени скални проби.
Резултатите от анализите заинтересуваха участниците в презентацията. За секунди, без да се изпраща в лабораторията, без да се отчупва нищо, без да се смачква и дори да се драска, без предварителна подготовка се получават анализи на метали и скали.
В продължение на половин час г-жа Скорина разказваше за принципа на работа на апарата, неговите възможности и обхват.
Автономен преносим анализатор "Alpha-2000" е разработен от Innov-X Systems (САЩ) и се произвежда от 2001 г. Беше оценен от металурзи, еколози, петролни работници и всички, които имат нужда от бързи резултати или на полето.
Innov-X Systems непрекъснато работи върхуподобряване на устройството, намаляване на теглото, размерите му, увеличаване на здравината, увеличаване на чувствителността, адаптиране на софтуера към различни страни. През 2005 г. беше извършена русификация на софтуера, анализаторите Alpha бяха вписани в Държавния регистър на България и одобрени като вид измервателни уреди.
Уредът принадлежи към класа на рентгеновите флуоресцентни (рентгенови спектрални) анализатори. Съдържанието на елементи се изчислява от линиите на вторичния рентгенов спектър, който се възбужда от специален източник. Известни са стационарни анализатори от този тип. По-специално, един от тях - "Филипс-1404" успешно се използва в Irgiredmet за количествен и полуколичествен анализ на геоложки и технологични проби, руди и продукти от тяхната преработка. Методът е ефективен и евтин, тъй като не е необходимо предварително разтваряне на пробите. Диапазонът на измерените концентрации е от 0,001 до 100%.
Алфа-2000 е най-новата разработка за оперативни анализи в производствени и полеви условия. Устройството се отличава с малко тегло, автономност, надеждност и в същото време е безопасно. Анализът се извършва без вземане на проби. Настройката на устройството е проста и не изисква дълго обучение.
Теглото на устройството в пълен комплект с батерия и вграден миникомпютър е около 1,5 кг. Животът на батерията е 8 часа. Устройството не съдържа радиоактивни материали, не изисква радиоизотопни и радиоактивни източници. Използва "меко" рентгеново лъчение с ниска мощност, което го прави практически безопасен.
Устройството има няколко режима на измерване:
- аналитични (за метални сплави);
- минно дело (за скали и рудни проби);
- екологични (за анализ на почвата).
В минното делорежим, устройството може да определя едновременно 25 елемента (стандартни 21 елемента): Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, W, Ta, Pb, Ag, Sn, плюс 4 по избор.
Резултатите от анализа се извеждат на дисплея на миникомпютъра (снимка 2). Компютърните програми са русифицирани. В нормален режим дисплеят показва химичния състав на веществото и грешката при определяне на всеки елемент. Ако желаете, можете да получите допълнителна информация (спектрограма, да запомните данни от анализа, да ги обработите и т.н.).
Alpha-2000 е подходящ за използване на полето, в мина, кариера и за анализ на твърди, течни или прахообразни проби. Повечето анализи могат да се извършат за по-малко от 10 секунди. Анализите на почви, скални проби, руди, минерали се извършват от 15 секунди до 4 минути, анализът на марките стомана изисква 1-2 секунди.
След лекцията, тестването на устройството продължи в работната зала на РАДОС.
Извършени са много анализи с емоционална оценка на резултатите: „почти същото“, „оловото е малко по-различно“, „антимонът е почти същият“, „и кой знае кой анализ е по-точен?“ и така нататък. Тогава те започнаха да обръщат внимание на големината на грешките. Е. Д. Скорина обясни, че за да се получат стабилни резултати и минимална грешка, е необходим известен опит и настройка на параметрите на компютърната програма, което е възможно с помощта на стандартни проби.
Проведени са още няколко експеримента: анализирани са проби от грубо раздробяване, проби с отворена повърхност (през лист хартия, снимка 3), метални сплави и др. Във всички случаи устройството бързо даде резултат.
По време на дискусията беше зададен въпрос за възможността за определяне съдържанието на злато в руда или проба. Е. Д. Скорина отбеляза, че границата на чувствителност на устройството е 0,001%, тогаваима 10 g/t. Директно златото се определя успешно само в бижута и кюлчета.
Всички участници в презентацията изразиха възхищение от простотата и ефективността на получаване на данни с помощта на новия инструмент. Традиционно анализите на пробите се получават в най-добрия случай седмица след изпращането им в лабораторията. Всеки анализ струва няколкостотин рубли. Alpha 2000 дава резултати почти моментално в работната стая, без да изпраща проби в лабораторията. Според Ю. О. Федоров „несъответствията в данните не са фундаментални. За всеки от елементите е посочена грешката при определяне, следователно, ако е необходимо, всеки резултат може да бъде прецизиран.
Според водещия специалист на Изпитателно-аналитичния център на ОАО "Иргиредмет" В. Баранкевич устройствата от този клас са предназначени предимно за сортиране на метални изделия и скрап. Анализът на скалите е по-сложен поради тяхната разнородност и наличието на голям брой елементи, което увеличава грешката на анализа. За да се подобри точността на определянето, е необходимо пробата да се смила фино и да се използват стандартни проби, разработени за изследваните видове руда. При анализа е необходимо да се вземе предвид възможността за взаимно наслагване на спектралните линии на химичните елементи поради ниската разделителна способност на детектора, около 150 eV. Инструментът може да се използва за оценъчни определяния на основните компоненти в хомогенни проби и обекти.